The design of the universe | George Smoot

Tradutor: Carlos Modesto Revisora: Alexandre Loureiro

I thought I would think about changing your perspective on the world a bit,

Eu pensei em mudar um pouco a vossa perspectiva sobre o mundo,

and showing you some of the designs that we have in nature.

e mostrar-vos algumas das formas que temos na natureza.

And so, I have my first slide to talk about

Assim, o meu primeiro diapositivo

fala do aparecimento do universo e daquilo a que eu chamo

the dawning of the universe and what I call

a Cena Cósmica de Investigação,

the cosmic scene investigation, that is, looking at

isto é, observo as relíquias da criação

the relics of creation and inferring what happened at the beginning,

e daí tento inferir o que teria acontecido no início.

and then following it up and trying to understand it.

Depois faço o seguimento e tento compreender todo o processo.

And so one of the questions that I asked you is,

Assim uma das questões que vos coloco é,

when you look around, what do you see?

quando olham à vossa volta, o que vêem?

Well, you see this space that's created by designers

Bem, vêem este espaço tal como foi criado por designers.

and by the work of people, but what you actually see

e pelo trabalho de alguém, mas aquilo que de facto vêem

is a lot of material that was already here,

é uma quantidade de matéria que já existia,

being reshaped in a certain form.

e que foi transformada de certa forma.

And so the question is: how did that material get here?

Então a questão é: como é que essa matéria aqui chegou?

How did it get into the form that it had before it got reshaped, and so forth?

Como é que ganhou a forma que tinha antes de ser transformada, etc.?

It's a question of what's the continuity?

É uma questão de saber, o que é a continuidade?

So one of the things I look at is,

Assim uma das coisas que eu observo é,

how did the universe begin and shape?

Como é que o universo começou e se transformou?

What was the whole process in the creation and the evolution of the universe

Qual foi o processo presente na criação e evolução do universo

to getting to the point that we have these kinds of materials?

para chegarmos ao ponto em que temos todo este tipo de materiais?

So that's sort of the part, and let me move on then and show you

Essa é uma das partes, agora vou avançar e mostrar-vos

the Hubble Ultra Deep Field.

o Campo Ultra Profundo do Hubble.

If you look at this picture,

Se olharem para esta imagem,

what you will see is a lot of dark with some light objects in it.

vêem uma vasta escuridão com alguns objectos luminosos.

And everything but -- four of these light objects are stars,

Quatro destes objectos luminosos são estrelas.

and you can see them there -- little pluses.

Podem vê-las ali — as mais pequenas.

This is a star, this is a star, everything else is a galaxy, OK?

Isto é uma estrela, isto é outra estrela, e tudo o resto são galáxias.

So there's a couple of thousand galaxies

Nesta imagem, há uns milhares de galáxias.

you can see easily with your eye in here.

Podem vê-las aqui facilmente a olho nu.

And when I look out at particularly this galaxy,

Quando olho em particular para esta galáxia,

which looks a lot like ours, I wonder if there's

muito parecida com a nossa, questiono-me se haverá lá

an art design college conference going on,

uma conferência de design a decorrer neste momento,

and intelligent beings there are thinking about, you know,

bem como seres inteligentes que estejam a pensar

que tipo de design é que podem produzir.

what designs they might do, and there might be a few cosmologists

Talvez haja alguns cosmólogos a tentar compreender de onde veio o universo.

trying to understand where the universe itself came from,

and there might even be some in that galaxy looking at ours

Pode até haver alguém nessa galáxia a olhar para nós

trying to figure out what's going on over here.

tentando perceber o que se passa aqui.

But there's a lot of other galaxies, and some are nearby,

Mas há muitas outras galáxias, algumas bem próximas,

and they're kind of the color of the Sun,

— têm uma cor como a do Sol —

and some are further away and they're a little bluer, and so forth.

algumas estão mais distantes e são um pouco azuladas.

But one of the questions is -- this should be, to you --

Mas uma das questões cruciais é — esta é dirigida a vocês —

how come there are so many galaxies?

Por que razão existem tantas galáxias?

Because this represents a very clean fraction of the sky.

Porque isto representa apenas uma fracção do céu.

This is only 1,000 galaxies.

Isto são apenas 1000 galáxias.

We think there's on the order -- visible to the Hubble Space Telescope,

Pensamos, que existam — visíveis ao Telescópio Espacial Hubble,

if you had the time to scan it around --

se houvesse tempo para as procurar —

about 100 billion galaxies. Right?

cerca de 100 mil milhões de galáxias.

It's a very large number of galaxies.

É um número muito elevado de galáxias.

And that's roughly how many stars there are in our own galaxy.

Corresponde aproximadamente ao número de estrelas na nossa galáxia.

But when you look at some of these regions like this, you'll see

Mas se olharmos para algumas regiões como esta,

more galaxies than stars, which is kind of a conundrum.

vemos mais galáxias do que estrelas, o que é enigmático.

So the question should come to your mind is, what kind of design, you know,

Assim, a pergunta que nos ocorre é:

Que tipo de processo criativo, que tipo de design

what kind of creative process and what kind of design

produced the world like that?

poderá ter produzido um mundo assim?

Vou mostrar que a realidade ainda é mais complicada.

And then I'm going to show you it's actually a lot more complicated.

We're going to try and follow it up.

Vamos tentar acompanhar todo esse processo.

We have a tool that actually helps us out in this study,

Possuímos uma ferramenta que nos vai ajudar neste estudo,

and that's the fact that the universe is so incredibly big

que é o facto do universo ser tão incrivelmente grande,

that it's a time machine, in a certain sense.

que, em certo sentido, é como se fosse uma máquina do tempo.

We draw this set of nested spheres cut away so you see it.

Desenhamos um conjunto de esferas seccionadas para que possam ver.

Put the Earth at the center of the nested spheres,

Colocamos a terra no centro das esferas,

just because that's where we're making observations.

por ser aí que estamos a fazer observações.

And the moon is only two seconds away, so if you take a picture of the moon

A lua está apenas a dois segundos de distância.

Se tirarmos uma foto da lua, usando luz normal,

using ordinary light, it's the moon two seconds ago, and who cares.

corresponde à lua a dois segundos antes, o que não é relevante.

Two seconds is like the present.

dois segundos é como se fosse o presente.

The Sun is eight minutes ago. That's not such a big deal, right,

O Sol está a oito minutos, o que também não é relevante.

unless there's solar flares coming then you want to get out the way.

Se não houver uma erupção solar e queiram sair do caminho.

You'd like to have a little advance warning.

Seria bom serem avisados com antecedência.

But you get out to Jupiter and it's 40 minutes away. It's a problem.

Até Júpiter já são 40 minutos de distância, o que é um problema.

You hear about Mars, it's a problem communicating to Mars

Ouvimos falar de Marte, é um problema comunicar com Marte

because it takes light long enough to go there.

porque a luz demora algum tempo a lá chegar.

But if you look out to the nearest set of stars,

Mas se olharmos para o conjunto de estrelas mais próximo,

to the nearest 40 or 50 stars, it's about 10 years.

para as 40 ou 50 estrelas mais próximas, são cerca de 10 anos.

So if you take a picture of what's going on, it's 10 years ago.

Se fizermos uma foto agora, corresponde a 10 anos antes.

But you go and look to the center of the galaxy,

Se olharmos para o centro da galáxia,

isso já corresponde a milhares de anos antes.

it's thousands of years ago.

If you look at Andromeda, which is the nearest big galaxy,

Se olharmos para Andrómeda, que é a galáxia mais próxima,

and it's two million years ago.

já são dois milhões de anos antes.

If you took a picture of the Earth two million years ago,

Uma foto da Terra há dois milhões de anos,

there'd be no evidence of humans at all,

não revelaria qualquer indício de humanos,

because we don't think there were humans yet.

já que pensamos que eles ainda não existiam.

I mean, it just gives you the scale.

Agora já têm uma escala.

With the Hubble Space Telescope, we're looking at

Com o Telescópio Espacial Hubble,

estamos a olhar para centenas ou milhares de milhões de anos atrás.

hundreds of millions of years to a billion years.

But if we were capable to come up with an idea of how to look even further --

Mas se conseguíssemos descobrir uma forma de olhar ainda mais longe

— porque existem coisas que estão mais longe

there's some things even further,

and that was what I did in a lot of my work,

e muito do meu trabalho foi dedicado a desenvolver essas técnicas —

was to develop the techniques -- we could look out back to even earlier

podíamos ver épocas anteriores à existência das estrelas e galáxias,

epochs before there were stars and before there were galaxies,

back to when the universe was hot and dense and very different.

em que o universo era quente e denso e bastante diferente.

And so that's the sort of sequence,

E esse é o tipo de sequência que nos interessa,

and so I have a more artistic impression of this.

eu tenho uma versão mais artística de tudo isto.

There's the galaxy in the middle, which is the Milky Way,

Há uma galáxia no meio, que é a Via Láctea,

and around that are the Hubble -- you know, nearby kind of galaxies,

à volta estão as galáxias próximas do tipo observado pelo Hubble

and there's a sphere that marks the different times.

e há uma esfera que marca os diferentes tempos.

And behind that are some more modern galaxies.

Por detrás há umas galáxias mais modernas.

You see the whole big picture?

Conseguem agora visualizar toda a cena?

The beginning of time is funny -- it's on the outside, right?

O inicio do tempo, tem graça, está na parte fora.

And then there's a part of the universe we can't see

Depois há uma parte do universo que não conseguimos ver

because it's so dense and so hot, light can't escape.

porque é tão denso e quente que a luz não consegue escapar.

It's like you can't see to the center of the Sun;

Tal como não podemos ver o centro do Sol,

you have to use other techniques to know what's going on inside the Sun.

temos de usar outras técnicas para saber o que está dentro do Sol.

But you can see the edge of the Sun,

Mas vemos a orla do Sol,

and the universe gets that way, and you can see that.

e com o universo acontece o mesmo.

And then you see this sort of model area around the outside,

Depois vemos uma espécie de área modelo junto à parte exterior,

que representa a radiação vinda do Big Bang,

and that is the radiation coming from the Big Bang,

which is actually incredibly uniform.

que é incrivelmente uniforme.

The universe is almost a perfect sphere,

O universo é uma esfera quase perfeita,

but there are these very tiny variations

embora existam algumas variações menores

which we show here in great exaggeration.

que se mostram aqui de forma exagerada.

And from them in the time sequence we're going to have to go

É a partir dai que voltamos na sequência temporal

from these tiny variations to these irregular galaxies and first stars

desde essas pequenas variações até estas galáxias irregulares e às primeiras estrelas

to these more advanced galaxies, and eventually the solar system, and so forth.

para estas galáxias mais avançadas e, por fim, até ao sistema solar, etc.

So it's a big design job,

Por isso trata-se de um grande trabalho de design,

but we'll see about how things are going on.

vejamos agora o que se faz actualmente.

So the way these measurements were done,

Como é que estas medições foram feitas?

there's been a set of satellites, and this is where you get to see.

Há um conjunto de satélites, como podem ver aqui.

So there was the COBE satellite, which was launched in 1989,

Primeiro foi lançado o satélite COBE, em 1989,

and we discovered these variations.

e assim descobrimos estas variações.

And then in 2000, the MAP satellite was launched -- the WMAP --

Depois em 2000, foi lançado o satélite MAP — o WMAP —

and it made somewhat better pictures.

que fez imagens bem melhores.

And later this year -- this is the cool stealth version,

Ainda este ano — é uma versão clandestina,

the one that actually has some beautiful design features to it,

que tem excelentes características de design —

and you should look -- the Planck satellite will be launched,

será lançado o satélite Planck ,

and it will make very high-resolution maps.

que vai fazer mapas de alta-resolução.

And that will be the sequence of understanding

Esta é a sequência para compreender o início do universo.

the very beginning of the universe.

And what we saw was, we saw these variations, and then they told us

Vimos estas variações e elas indicaram-nos o segredos,

the secrets, both about the structure of space-time,

quer acerca da estrutura espaço-tempo,

and about the contents of the universe,

quer acerca do conteúdo do universo,

and about how the universe started in its original motions.

bem como do início do próprio universo.

So we have this picture, which is quite a spectacular picture,

Assim temos esta imagem bastante espectacular.

and I'll come back to the beginning, where we're going to have

Vou voltar ao início, onde encontramos

some mysterious process that kicks the universe off at the beginning.

alguns dos processos misteriosos que deram o arranque inicial ao universo.

And we go through a period of accelerating expansion, and the universe

Passaremos por um período de aceleração e expansão,

em que o universo se expande e arrefece até se tornar transparente,

expands and cools until it gets to the point where it becomes transparent,

depois temos um período de trevas, até ao aparecimento das primeiras estrelas

then to the Dark Ages, and then the first stars turn on,

and they evolve into galaxies, and then later they get to the more expansive galaxies.

que evoluem para galáxias, para depois se tornarem galáxias mais extensas.

And somewhere around this period is when our solar system started forming.

Foi algures neste período que o nosso sistema solar se começou a formar.

And it's maturing up to the present time.

E continua a evoluir no tempo actual.

And there's some spectacular things.

Existem ainda muitas coisas espectaculares.

And this wastebasket part, that's to represent

Este cesto serve para representar

o que acontece à estrutura espaço-tempo durante este período

what the structure of space-time itself is doing during this period.

And so this is a pretty weird model, right?

Trata-se de um modelo um tanto estranho.

What kind of evidence do we have for that?

Mas que tipo de indícios temos de tudo isto?

So let me show you some of nature's patterns

Vou mostrar-vos alguns dos padrões na natureza

que resultam disto.

that are the result of this.

I always think of space-time as being the real substance of space,

Penso sempre no espaço-tempo como sendo a substância real do espaço,

and the galaxies and the stars just like the foam on the ocean.

e as galáxias e as estrelas apenas como a espuma no oceano,

It's a marker of where the interesting waves are and whatever went on.

um marcador da presença de acontecimentos interessantes e do que se teria passado.

So here is the Sloan Digital Sky Survey showing the location of a million galaxies.

Aqui temos o Levantamento Digital do Céu Sloan

mostrando a localização de milhões de galáxias.

So there's a dot on here for every galaxy.

Cada ponto representa uma galáxia.

They go out and point a telescope at the sky, take a picture,

Apontamos um telescópio para o céu e tiramos uma foto,

identify what are stars and throw them away, look at the galaxies,

identificamos as estrelas e retiramo-las, olhamos para as galáxias,

estimate how far away they are, and plot them up.

estimamos a que distância estarão, e depois dispomo-las radialmente,

And just put radially they're going out that way.

com as mais distantes nas orlas

And you see these structures, this thing we call the Great Wall,

Assim obtemos estruturas como esta, a que chamamos de Grande Muralha,

but there are voids and those kinds of stuff, and they kind of fade out

mas existem vazios, e outras coisas que não se vêem

because the telescope isn't sensitive enough to do it.

porque o telescópio não é bastante sensível para isso.

Now I'm going to show you this in 3D.

Agora irei mostrar-vos o mesmo em 3D.

What happens is, you take pictures

Tiramos fotos e, à medida que a Terra gira,

as the Earth rotates, you get a fan across the sky.

obtemos uma espécie de leque através do céu.

There are some places you can't look because of our own galaxy,

Há locais que não podemos observar devido à nossa galáxia,

or because there are no telescopes available to do it.

ou porque não há telescópios para o fazer.

So the next picture shows you the three-dimensional version of this rotating around.

A próxima imagem mostra a mesma imagem 3D mas em rotação.

Do you see the fan-like scans made across the sky?

Estão a ver estas zonas tipo leque através do céu.

Remember, every spot on here is a galaxy, and you see the galaxies,

Lembrem-se de que cada ponto é uma galáxia, e vêem as galáxias,

you know, sort of in our neighborhood, and you sort of see the structure.

que se situam na nossa vizinhança, e também conseguem ver toda a estrutura

Também vêem aquilo a que chamamos a Grande Muralha.

And you see this thing we call the Great Wall,

and you see the complicated structure, and you see these voids.

Vêem esta estrutura complicada, e vêem estes vazios.

There are places where there are no galaxies and there are places

Há locais onde não existem galáxias

e locais onde estão aglomeradas milhares de galáxias .

where there are thousands of galaxies clumped together, right.

So there's an interesting pattern,

Assim há este padrão interessante,

but we don't have enough data here to actually see the pattern.

mas aqui ainda não temos dados suficientes para ver o padrão.

We only have a million galaxies, right?

Aqui só temos um milhão de galáxias.

So we're keeping, like, a million balls in the air

Temos um milhão de bolas no ar

but, what's going on?

mas, o que se passa realmente?

There's another survey which is very similar to this,

Há outro levantamento muito similar a este,

called the Two-degree Field of View Galaxy Redshift Survey.

chamado Levantamento de Galáxias com Desvio-para-o-vermelho

num Campo de Vista de 2-Graus.

Now we're going to fly through it at warp a million.

Agora vamos voar através desse levantamento

a uma velocidade um milhão de vezes superior à da luz.

And every time there's a galaxy -- at its location there's a galaxy --

E sempre que há uma galáxia — na sua localização há uma galáxia —

and if we know anything about the galaxy, which we do,

se soubermos algo sobre essa galáxia

because there's a redshift measurement and everything,

através da medição do desvio para o vermelho,

you put in the type of galaxy and the color,

introduzimos o tipo de galáxia e a co

so this is the real representation.

e obtemos esta representação real.

And when you're in the middle of the galaxies

Quando estamos no meio das galáxias

it's hard to see the pattern; it's like being in the middle of life.

é difícil ver o padrão, é como estar no centro da vida.

It's hard to see the pattern in the middle of the audience,

É tão difícil como ver o padrão no meio da audiência.

it's hard to see the pattern of this.

So we're going to go out and swing around and look back at this.

Assim vamos sair e depois voltar a olhar para tudo isto.

And you'll see, first, the structure of the survey,

Vão ver, primeiro, a estrutura do levantamento,

and then you'll start seeing the structure of the galaxies

e depois começam a ver a estrutura das galáxias

that we see out there.

que nós conseguimos observar

So again, you can see the extension of this Great Wall of galaxies showing up here.

Vemos de novo a extensão da Grande Muralha de galáxias que aparece aqui.

But you can see the voids,

Mas vemos os vazios,

you can see the complicated structure, and you say,

vemos esta estrutura complicada, e dizemos:

well, how did this happen?

"Como é que isto aconteceu?"

Suppose you're the cosmic designer.

Suponham que vocês eram o criador cósmico.

How are you going to put galaxies out there in a pattern like that?

Como é que colocariam as galáxias neste padrão?

It's not just throwing them out at random.

Não se trata de as colocar de forma aleatória.

There's a more complicated process going on here.

O processo envolvido é bem mais complicado.

How are you going to end up doing that?

Como é que se chega aquele resultado?

And so now we're in for some serious play.

E agora é que as coisas se complicam.

That is, we have to seriously play God,

Ou seja, temos mesmo de fazer de Deus,

not just change people's lives, but make the universe, right.

não só mudar a vida das pessoas, mas criar o universo.

So if that's your responsibility, how are you going to do that?

Se fosse da vossa responsabilidade, como é que o iriam fazer?

What's the kind of technique?

Qual é o tipo de técnica envolvida? Como o fariam?

What's the kind of thing you're going to do?

So I'm going to show you the results of a very large-scale simulation

Vou mostrar os resultados duma simulação em larga escala

of what we think the universe might be like, using, essentially,

daquilo que nós pensamos que o universo possa ser,

usando alguns princípios básicos e alguns princípios de design

some of the play principles and some of the design principles that,

you know, humans have labored so hard to pick up,

que os humanos tiveram de trabalhar tão arduamente para compreender,

but apparently nature knew how to do at the beginning.

mas que aparentemente a natureza já sabia utilizar desde o início.

And that is, you start out with very simple ingredients

Começámos com ingredientes muito simples

e algumas regras simples.

and some simple rules,

but you have to have enough ingredients to make it complicated.

Mas temos de ter ingredientes suficientes para o tornar complicado.

And then you put in some randomness,

Depois adicionamos alguma aleatoriedade,

some fluctuations and some randomness,

algumas flutuações e aleatoriedade,

and realize a whole bunch of different representations.

e observámos um conjunto de representações diferentes.

So what I'm going to do is show you

Assim, vou mostrar-vos a distribuição de matéria em função da escala.

the distribution of matter as a function of scales.

We're going to zoom in, but this is a plot of what it is.

Vamos ampliar, isto é uma imagem do que temos

And we had to add one more thing to make the universe come out right.

Tivemos de adicionar algo mais para que o universo saísse bem.

It's called dark matter.

Chama-se matéria-negra, ou seja, matéria que não interage com a luz

That is matter that doesn't interact with light

the typical way that ordinary matter does,

da mesma forma que a matéria normal o faz,

the way the light's shining on me or on the stage.

tal como a luz que incide em mim ou no palco.

It's transparent to light, but in order for you to see it,

É transparente à luz mas, para que a possam ver,

we're going to make it white. OK?

vamos torná-la branca.

So the stuff that's in this picture that's white, that is the dark matter.

Assim tudo o que for branco na imagem, é matéria negra.

It should be called invisible matter,

Devia chamar-se matéria invisível que nós tornamos visível.

but the dark matter we've made visible.

E tudo o que tiver uma cor amarela,

And the stuff that is in the yellow color,

that is the ordinary kind of matter that's turned into stars and galaxies.

é a matéria normal que forma as estrelas e as galáxias.

So I'll show you the next movie.

Agora vou mostrar-vos o próximo filme.

So this -- we're going to zoom in.

Vamos ampliar.

Notice this pattern and pay attention to this pattern.

Reparem neste padrão, prestem atenção a este padrão.

We're going to zoom in and zoom in.

Vamos ampliar e ampliar.

And you'll see there are all these filaments and structures and voids.

Reparem em todo o tipo de filamentos e estruturas e vazios.

Quando uma série de filamentos se juntam num nó,

And when a number of filaments come together in a knot,

forma um super-aglomerado de galáxias.

that makes a supercluster of galaxies.

This one we're zooming in on

Este que estamos agora a ampliar

is somewhere between 100,000 and a million galaxies in that small region.

tem entre 100 000 a um milhão de galáxias nesta pequena região.

So we live in the boonies.

Nós vivemos nos arredores,

We don't live in the center of the solar system,

não vivemos no centro do sistema solar,

we don't live in the center of the galaxy

nem no centro da galáxia

and our galaxy's not in the center of the cluster.

e a nossa galáxia não está no meio do aglomerado.

So we're zooming in.

Continuamos a ampliar.

This is a region which probably has more than 100,000,

Esta é uma região que provavelmente tem mais de 100 000,

on the order of a million galaxies in that region.

talvez na ordem de um milhão de galáxias.

We're going to keep zooming in. OK.

Continuamos a ampliar.

And so I forgot to tell you the scale.

Esqueci-me de vos dizer a escala.

A parsec is 3.26 light years.

Um parsec são 3,26 anos-luz.

So a gigaparsec is three billion light years -- that's the scale.

Um gigaparsec são três mil milhões de anos-luz, essa é a escala.

So it takes light three billion years to travel over that distance.

Ou seja a luz demora três mil milhões de anos-luz a percorrer esta distância.

Now we're into a distance sort of between here and here.

Nós estamos numa distância tipo entre aqui e aqui.

That's the distance between us and Andromeda, right?

É a distância entre nós e Andrómeda.

These little specks that you're seeing in here, they're galaxies.

Estas pequenas partículas que se vêem aqui, são galáxias.

Now we're going to zoom back out,

Agora vamos recuar um pouco.

and you can see this structure that,

Podem ver esta estrutura que,

quando nos afastamos para longe, se torna muito regular,

when we get very far out, looks very regular,

but it's made up of a lot of irregular variations.

apesar de ser constituída por imensas variações irregulares.

So they're simple building blocks.

São apenas blocos de construção.

There's a very simple fluid to begin with.

No início, é um fluido muito simples.

It's got dark matter, it's got ordinary matter,

Tem matéria negra, tem matéria normal,

it's got photons and it's got neutrinos,

tem fotões e tem neutrinos,

which don't play much role in the later part of the universe.

que não têm um papel relevante no período moderno do universo.

And it's just a simple fluid and it, over time,

É apenas um fluido simples que, com o tempo,

develops into this complicated structure.

se desenvolve nesta estrutura complicada.

And so you know when you first saw this picture,

Percebem agora porque é que a primeira vez que viram esta imagem,

it didn't mean quite so much to you.

ela não teve grande significado.

Here you're looking across one percent of the volume of the visible universe

Aqui estão a observar 1% do volume deo universo visível

e vêem milhares de milhões de galáxias e vários nós,

and you're seeing billions of galaxies, right, and nodes,

mas percebe-se que nem sequer são a estrutura principal.

but you realize they're not even the main structure.

There's a framework, which is the dark matter, the invisible matter,

Há um esqueleto, que é a energia negra, a matéria invisível,

that's out there that's actually holding it all together.

que é a que está a manter tudo junto.

So let's fly through it, and you can see how much harder it is

Vamos voar através dele, para verem como é difícil

descortinar tudo isto quando estamos no seu interior.

when you're in the middle of something to figure this out.

So here's that same end result.

Aqui está o mesmo resultado final.

You see a filament,

Vêem um filamento,

you see the light is the invisible matter,

vêem a parte mais clara que é a matéria invisível,

and the yellow is the stars or the galaxies showing up.

e a amarelo são as estrelas ou as galáxias que começam a aparecer.

And we're going to fly around, and we'll fly around,

Vamos voando à volta, e à volta,

and you'll see occasionally a couple of filaments intersect,

e, de vez em quando, vemos filamentos que se intersectam,

and you get a large cluster of galaxies.

e chegamos a um aglomerado de galáxias

And then we'll fly in to where the very large cluster is,

Depois voamos na direcção do grande aglomerado,

and you can see what it looks like.

e podemos ver qual o seu aspecto.

And so from inside, it doesn't look very complicated, right?

Assim por dentro, não parece muito complicado, pois não?

It's only when you look at it at a very large scale,

É só quando se olha a uma escala muito grande,

and explore it and so forth, you realize it's a very intricate,

e o exploramos, é que nos apercebemos

complicated kind of a design, right?

que é uma arquitectura tortuosa e complicada.

And it's grown up in some kind of way.

E que cresceu de alguma forma.

So the question is,

Assim a questão é,

how hard would it be to assemble this, right?

Seria difícil pôr tudo isto junto?

How big a contractor team would you need

Quantos trabalhadores teríamos de ter

to put this universe together, right?

para montar todo este universo?

That's the issue, right?

A questão é esta.

And so here we are.

E assim aqui estamos.

You see how the filament --

Estão a ver como vários filamentos estão a convergir,

you see how several filaments are coming together,

therefore making this supercluster of galaxies.

para assim formarem este super-aglomerado de galáxias.

And you have to understand, this is not how it would actually look

Mas devem compreender que isto não é como seria na realidade.

if you -- first, you can't travel this fast,

Para já, não podemos viajar a esta velocidade,

everything would be distorted,

e tudo ficaria distorcido.

but this is using simple rendering and graphic arts kind of stuff.

Isto é apenas uma simulação usando artes gráficas.

Se efectuassem um percurso de vários milhares de milhões de anos,

This is how, if you took billions of years to go around,

as coisas podiam parecer assim.

it might look to you, right?

And if you could see invisible matter, too.

Isto se também pudessem ver matéria invisível.

And so the idea is, you know, how would you put together the universe

A ideia é, como é que montariam este universo

in a very simple way?

duma forma muito simples?

We're going to start and realize that the entire visible universe,

Agora vamos perceber que todo o universo visível,

o que podemos ver em todas as direcções com o Telescópio Espacial Hubble

everything we can see in every direction with the Hubble Space Telescope

plus our other instruments,

e mais alguns outros instrumentos,

was once in a region that was smaller than an atom.

foi outrora uma região mais pequena do que um átomo.

It started with tiny quantum mechanical fluctuations,

Começou apenas com pequenas flutuações quânticas,

but expanding at a tremendous rate.

mas com um ritmo de expansão impressionante.

And those fluctuations

Essas flutuações foram atingindo dimensões astronómicas,

were stretched to astronomical sizes, and those fluctuations

e essas flutuações

eventually are the things we see in the cosmic microwave background.

são o que vemos na radiação de micro-ondas do fundo cósmico.

Depois precisávamos duma forma de transformar essas flutuações em galáxias,

And then we needed some way to turn those fluctuations into galaxies

and clusters of galaxies and make these kinds of structures go on.

em aglomerados de galáxias, noutras estruturas, etc.

So I'm going to show you a smaller simulation.

Assim vou mostrar-vos uma simulação mais pequena.

This simulation was run on 1,000 processors for a month

Esta simulação foi calculada em 1000 processadores durante um mês

afim de podermos obter esta mais simples

in order to make just this simple visible one.

So I'm going to show you one

Assim vou mostrar-vos uma

that can be run on a desktop in two days in the next picture.

que pode ser executada em dois dias num portátil.

Começamos por pequeninas flutuações quando o universo estava neste ponto,

So you start out with teeny fluctuations

when the universe was at this point,

now four times smaller, and so forth.

agora quatro vezes mais pequeno, e assim sucessivamente.

And you start seeing these networks, this cosmic web of structure forming.

Começam a ver estas redes, esta teia de estrutura cósmica que se começa a formar.

And this is a simple one, because it doesn't have the ordinary matter

É uma simulação simples porque não contém a matéria normal

and it just has the dark matter in it.

apenas contém a matéria negra.

And you see how the dark matter lumps up,

Vemos como a matéria negra se começa a aglomerar,

and the ordinary matter just trails along behind.

e a matéria normal apenas tem de seguir atrás.

So there it is.

E aqui está.

At the beginning it's very uniform.

No inicio é muito uniforme.

As flutuações são da ordem de 1 para 100 000.

The fluctuations are a part in 100,000.

There are a few peaks that are a part in 10,000,

Existem alguns picos na ordem de 1 para 10 000.

and then over billions of years, gravity just pulls in.

Ao fim de milhares de milhões de anos a gravidade começa a atuar.

This is light over density, pulls the material around in.

Começa a juntar a matéria

That pulls in more material and pulls in more material.

que, por sua vez, vai atraindo mais matéria.

But the distances on the universe are so large

Mas as distâncias no universo são tão grandes

and the time scales are so large that it takes a long time for this to form.

e as escalas do tempo são tão grandes

que demora imenso tempo para que tudo isto se forme.

And it keeps forming until the universe is roughly about half the size it is now,

E continua a formar-se até o universo atingir

cerca de metade do seu tamanho actual,

in terms of its expansion.

em termos da sua expansão.

And at that point, the universe mysteriously starts accelerating

E é nesse ponto que o universo começa misteriosamente a acelerar

its expansion and cuts off the formation of larger-scale structure.

a sua expansão e pára a formação de estruturas de larga-escala.

So we're just seeing as large a scale structure as we can see,

Portanto, estamos a ver uma estrutura da maior escala que podemos ver

and then only things that have started forming already

e depois vão formar-se apenas as coisas cuja formação já se tenha iniciado

are going to form, and then from then on it's going to go on.

e o processo continua a partir daí.

So we're able to do the simulation, but this is two days on a desktop.

Somos capazes de realizar esta simulação, mas isto demora dois dias num PC.

We need, you know, 30 days on 1,000 processors

Precisamos de 30 dias em 1000 processadores

to do the kind of simulation that I showed you before.

para fazer o tipo de simulação que vos mostrei primeiro.

So we have an idea of how to play seriously, creating the universe

Assim, já temos uma ideia de como brincar a sério, criar o universo

by starting with essentially less than an eyedrop full of material,

começando com menos de uma gota de material,

and we create everything we can see in any direction, right,

e podemos criar tudo o que conseguimos ver em todas as direcções,

a partir de quase nada, isto é duma coisa extremamente pequena,

from almost nothing -- that is, something extremely tiny,

extremely small -- and it is almost perfect,

extremamente diminuta, e é quase perfeito,

except it has these tiny fluctuations at a part in 100,000 level,

excepto que tem estas pequenas flutuações da ordem de um para 100 000

which turn out to produce the interesting patterns and designs we see,

que acabam por produzir estes padrões e design que podemos ver,

that is, galaxies and stars and so forth.

ou seja, galáxias e estrelas, etc.

So we have a model, and we can calculate it, and we can use it

Então temos um modelo e podemos calculá-lo e usá-lo

to make designs of what we think the universe really looks like.

para criar o design de como pensamos que o universo seja.

And that design is sort of way beyond

E esse design está muito para lá da nossa ideia inicial.

what our original imagination ever was.

So this is what we started with 15 years ago,

Foi com isto que começámos há 15 anos,

with the Cosmic Background Explorer -- made the map on the upper right,

com o Explorador de Fundo Cósmico — fizemos o mapa na parte superior direita,

which basically showed us that there were large-scale fluctuations,

que basicamente nos mostrou que existiam flutuações de larga-escala,

and actually fluctuations on several scales. You can kind of see that.

na realidade flutuações em várias escalas, como podem ver.

Since then we've had WMAP,

Desde então tivemos o WMAP,

which just gives us higher angular resolution.

que nos dá uma maior resolução angular.

We see the same large-scale structure,

Vemos a mesma estrutura de larga-escala,

but we see additional small-scale structure.

mas vemos adicionalmente estruturas de pequena-escala.

And on the bottom right is if the satellite had flipped upside down

No canto inferior direito é como se o satélite estivesse invertido

and mapped the Earth, what kind of a map we would have got of the Earth.

e tivesse mapeado a Terra, é o tipo de mapa que obteríamos da Terra.

You can see, well, you can, kind of pick out

Podem ver claramente todos os grandes continentes, mas é tudo.

all the major continents, but that's about it.

But what we're hoping when we get to Planck, we'll have resolution

Mas o que esperamos do Planck, é termos uma resolução equivalente

about equivalent to the resolution you see of the Earth there,

àquela com que conseguimos ver a Terra de lá,

where you can really see the complicated pattern that exists on the Earth.

Onde até se podem ver os padrões mais complicados que existem na Terra.

And you can also tell, because of the sharp edges

E também podemos ver, devido aos contornos bem marcados

and the way things fit together, there are some non-linear processes.

a forma como as coisas encaixam, os processos não-lineares.

Geology has these effects,

A geologia tem estes efeitos,

which is moving the plates around and so forth.

desloca as placas e por aí adiante.

Podemos ver isso simplesmente pelo mapa.

You can see that just from the map alone.

We want to get to the point in our maps of the early universe

Queremos chegar ao ponto em que, num mapa do universo primordial,

we can see whether there are any non-linear effects

possamos ver se existem efeitos não-lineares

that are starting to move, to modify, and are giving us a hint about how

que se começam a mover, a modificar, e que nos poderão dar indícios de como

o espaço-tempo terá sido criado nos momentos iniciais.

space-time itself was actually created at the beginning moments.

So that's where we are today,

É aqui que estamos hoje.

and that's what I wanted to give you a flavor of.

Era este o gostinho que vos queria dar.

Give you a different view about what the design

Dar-vos uma ideia diferente sobre aquilo que o design

and what everything else looks like.

e tudo o resto se parecem.

Thank you.

Obrigado.

(Applause)

Aplausos